習(xí)水發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)
1 脫硫工藝
習(xí)水發(fā)電廠4×135MW機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝。
2 化學(xué)反應(yīng)原理
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的主要脫硫工藝原理是利用SO2在水中具有良好的溶解性并引起一系列連鎖反應(yīng)的特點(diǎn),通過大量的石灰石漿液洗滌煙氣的方式除去煙氣中大部分的SO2,達(dá)到降低煙氣中SO2濃度的目的,從脫硫機(jī)理上來看,其主要反應(yīng)過程包括石灰石的溶解、SO 2等污染物的吸收并生成亞硫酸鹽、亞硫酸鹽氧化生成石膏。
1) 石灰石的溶解
噴入吸收塔的石灰石漿液在酸性條件下溶解為碳酸氫鈣:
CaCO3+CO2+H 2O→Ca(HCO3)2
2) SO2及其他污染物如HCl和HF吸收,生成亞硫酸鹽。
在吸收塔噴霧吸收區(qū),石灰石溶解生成的Ca(HCO3)2與SO2、HCl、HF反應(yīng):
Ca(HCO3)2+SO2→Ca(HSO3)2+CO2
Ca(HCO3)2+2HCl→CaCl2+CO2+2H2O
Ca(HCO3)2+2HF→CaF2+CO2+2H2O
3) Ca(HSO3)2氧化成石膏
在吸收區(qū)生成的Ca(HSO3)2在吸收塔漿池氧化區(qū)被氧化成CaSO4,然后結(jié)晶生成石膏CaSO4•2H 2O:
Ca(HSO3)2+O2+CaCO3→2CaSO4+H 2O+CO2
CaSO4+2H 2O→CaSO4•2H 2O
3 工藝流程介紹
鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的煙氣經(jīng)原煙氣擋板由增壓風(fēng)機(jī)升壓后經(jīng)煙氣再熱器(GGH)降低溫度,從吸收塔中部進(jìn)入吸收塔,并在吸收塔內(nèi)進(jìn)行自下而上的流動(dòng);而吸收塔內(nèi)的石灰石漿液由漿液循環(huán)泵不斷打入吸收塔上部噴淋層,通過噴嘴霧化噴入吸收塔,分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣進(jìn)行充分的逆流接觸,煙氣中有害成份SO2、SO3及HCl、HF等有害成分與漿液中CaCO3互相反應(yīng)而被從煙氣中脫出。吸收塔下部漿池中不斷鼓入氧化空氣,將吸收反應(yīng)產(chǎn)物Ca(HSO3)2氧化成CaSO4•2H 2O(石膏)。經(jīng)洗滌后的后的煙氣依次經(jīng)過吸收塔上部的二級(jí)除霧器除去霧滴后從吸收塔頂部排出,經(jīng)煙氣再熱器加熱升溫至80℃以上,經(jīng)煙囪排入大氣。
為保證FGD系統(tǒng)故障停運(yùn)時(shí)鍋爐煙氣的正常排出,煙氣系統(tǒng)配置有旁路及旁路煙氣擋板,遇非正常情況下可及時(shí)開出旁路煙氣擋板,保證煙氣正常流通,保障機(jī)組安全運(yùn)行。
吸收塔漿池內(nèi)的脫硫產(chǎn)物-石膏(CaSO4•2H 2O)漿液由石膏排出泵抽出,送往石膏旋流器進(jìn)行濃縮分離。分離后的頂部稀流經(jīng)回收水系統(tǒng)返回吸收塔進(jìn)行再利用,底部含水約40%左右石膏漿液進(jìn)入真空皮帶機(jī)進(jìn)行脫水處理,最終形成含水約10%的石膏送往石膏倉(cāng)貯存外運(yùn)。
為了維持吸收塔內(nèi)漿液的CaCO3含量,保證脫硫效果,石灰石漿液由石灰石漿泵連續(xù)補(bǔ)入吸收塔;合格的石灰石漿液由石灰石進(jìn)料及制漿系統(tǒng)磨制后在石灰石漿液箱內(nèi)貯存待用。
吸收塔內(nèi)布置有脈沖懸浮攪拌系統(tǒng),防止?jié){液沉積并能使石灰石和氧化空氣在漿液中的均勻分布和溶解。
4 吸收塔設(shè)計(jì)特點(diǎn)
我廠脫硫系統(tǒng)采用平分區(qū)方形吸收塔設(shè)計(jì),在一個(gè)吸收塔內(nèi)完成煙氣除霧、SO2吸收、亞硫酸鈣氧化、石膏結(jié)晶四大功能。與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)圓柱形吸收塔相比有以下特點(diǎn):
1) 吸收塔外形是方形的,結(jié)構(gòu)材料選用全混凝土。
2) 在方形吸收塔中,由于煙氣進(jìn)口煙道和吸收塔本體可以做到等寬設(shè)置,因此進(jìn)口煙道的自身高度可以大幅度降低(煙道的寬、高比明顯降低),致使吸收塔本體高度降低,從而降低了漿液循環(huán)泵的壓頭和能耗。
3) 由于吸收塔為方形結(jié)構(gòu),煙氣進(jìn)口煙道和吸收塔本體可以做到等寬設(shè)置,因此避免了煙氣流動(dòng)的死角,使煙氣在吸收塔縱、橫方向上更易做到分布均勻。
4) 吸收塔漿池采用水平分區(qū),該漿液池分隔為氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū),并且氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū)水平分布。氧化區(qū)位于吸收塔吸收區(qū)域的正下方,結(jié)晶區(qū)位于氧化區(qū)的一側(cè)。提高了曝氣氧化效果和產(chǎn)物結(jié)晶效果,同時(shí)降低了漿液池高度。
5) 吸收塔漿池采用射流攪拌系統(tǒng),該攪拌不需連續(xù)運(yùn)行,所需的啟動(dòng)負(fù)荷低,攪拌能量集中,使用壽命長(zhǎng)。
6) 吸收塔的噴淋主管道布置在塔外,噴淋主管不必采用耐外襯膠鋼管,只需在管道內(nèi)部襯膠即可,減少工作量。
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